En cosmología cuántica, el nacimiento de un universo inflacionario puede ser mediado por agujeros de gusano euclidianos con forma de copa. Su característica clave es un máximo local del factor de escala, tras el cual el universo comienza a expandirse en tiempo real. Se han obtenido numéricamente soluciones con campo axiónico o magnético y un campo escalar autointeractuante. Un resultado sorprendente: con carga pequeña, la “copa” se descompone en un espacio de fondo y un instantón sin fronteras (como en el modelo de Hartle–Hawking), lo que marca una transición topológica y vincula dos mecanismos de creación de mundos.
La cosmología lleva mucho tiempo buscando un resquicio detrás del Big Bang. La inflación, propuesta por Alan Guth, estira y alisa las irregularidades primordiales, pero ¿qué encendió la mecha? Hasta hace poco, los físicos oscilaban entre dos extremos: o bien el universo recién nacido emerge de la espuma burbujeante del cosmos preeterno a través de un agujero de gusano, o surge de la pura «nada» mediante un instantón sin límites, como enseñaron Stephen Hawking y James Hartle. La primera imagen es la tunelización entre espacios; la segunda, la creación sin escenario externo. Una nueva clase de soluciones muestra que no es una elección, sino dos polos de un único espectro.
La imagen central es una copa de vino. Matemáticamente, es el perfil del factor de escala a(τ), que depende del tiempo euclidiano τ. La copa ancha corresponde al inflado de de Sitter: el futuro universo inflacionario. El tallo delgado es la garganta del agujero de gusano, donde la curvatura del espacio-tiempo se dispara a valores extremos. La base plana simboliza la región asintótica lejana, de donde (¿o hacia dónde?) se aleja la geometría tunelizante. Para esculpir esta copa a partir de las ecuaciones de Einstein, los autores añadieron materia: un campo escalar con autointeracción, cuyo potencial tiene una meseta y un mínimo, y una carga axiónica o magnética. Es la carga la que estabiliza el tallo, evitando que la garganta colapse prematuramente. Sin ella, la copa se derrumbaría antes de dar origen a un universo.
Esta elegante transición borra la frontera artificial entre la tunelización y el estado sin límites. Desde el punto de vista de los campos cuánticos y las fluctuaciones topológicas, muchas historias contribuyen a la función de onda del Universo, y las copas de vino cuánticas son una realización tangible de esta idea. El siguiente paso es calcular el espectro de perturbaciones primordiales que tales escenarios dejarían en la radiación de fondo de microondas y compararlo con los datos de los satélites WMAP y Planck. Si la firma se manifiesta en sutiles anomalías estadísticas, tendremos una ventana directa al inicio mismo de la expansión, al momento en que la copa apenas comenzaba a llenarse de realidad.
La perspectiva es fascinante. Si las copas de vino cuánticas son realistas, resuelven de forma natural el problema de las condiciones iniciales para la inflación y encajan la inflación eterna en el marco de una cosmología cuántica consistente. Además, obligan a repensar la paradoja de factorización en AdS/CFT y quizás den la clave al problema de la medida: por qué, entre innumerables variantes del multiverso, se realiza la que vemos. De la copa de vino a los destinos del cosmos hay un sorbo de matemáticas. Y en ese sorbo está el sabor de que nuestro universo quizá sea solo una de las incontables chispas que brotan del cuello de un agujero de gusano cuántico.
🎯 El factor de escala de estos agujeros de gusano traza el perfil de una copa de vino: la copa ancha es el futuro universo, el tallo delgado la garganta, y la base la región asintótica lejana. De ahí el poético nombre que los físicos dieron a su solución.
🎬 Si en «Interstellar» un agujero de gusano es un portal a otra galaxia, aquí es una cuna cuántica de universos, congelada en el tiempo euclidiano.